步驟一:了解所分析的零件的功能或者要解決的問題的性質(zhì),確定分析的目的和內(nèi)容。
步驟二:進(jìn)行準(zhǔn)備工作,包括與設(shè)計(jì)人員的協(xié)調(diào)以及選擇需要用的軟件,各種常用CAE軟件的介紹請(qǐng)參考我的《系列介紹之二》。
步驟三:導(dǎo)入CAD幾何數(shù)模(Pro/E,UG,CATIA等),如果模型很簡(jiǎn)單也可以用CAE軟件自帶的簡(jiǎn)單建模工具進(jìn)行建模。如果是較大的項(xiàng)目,例如汽車整車的車身,需要考慮模型規(guī)模的大小,某些不必要的零件可以去掉。
步驟四:如果是從CAD導(dǎo)入的模型,有可能發(fā)生幾何特征缺失或者產(chǎn)生一些不必要的小碎面,這些幾何錯(cuò)誤都需要clean up的工作,否則會(huì)影響有限元模型的質(zhì)量、計(jì)算的精度和速度,HyperMesh在這方面有非常強(qiáng)大的功能,而且操作方便,其它CAE軟件中只有I-deas能與之相比,但接口仍然不如HyperMesh(個(gè)人觀點(diǎn))。HyperMesh的強(qiáng)大幾何清理功能我會(huì)在后面的介紹中詳細(xì)闡述。
步驟五:根據(jù)分析的目的并結(jié)合模型的特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)膯卧愋汀km然各種CAE軟件有不同的單元類型,但實(shí)際上一些***常用的單元類型的原理都是相同的,想了解各種不同的單元建議參考ABAQUS的使用手冊(cè),內(nèi)容博大精深,需要多年的使用經(jīng)驗(yàn)積累才能完全領(lǐng)會(huì),作為初學(xué)者,只需要用到什么學(xué)什么就可以了。清華翻譯的兩本ABAQUS書雖然老了點(diǎn),但是在概念上并不過時(shí)。
步驟六:根據(jù)計(jì)算機(jī)的能力和要求的精度確定合適的網(wǎng)格大小,劃分網(wǎng)格。這是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,可以作為大家討論的***。但總體來說,無(wú)他,唯手熟而。
步驟七:施加載荷和邊界條件,這是有限元模型的精華,所有令人喪氣、郁悶的過程都集中于此,但是當(dāng)計(jì)算結(jié)果比較成功的時(shí)候,帶來的樂趣也是讓人興奮的。這一步需要的是經(jīng)驗(yàn)和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做出某種簡(jiǎn)化或者取舍的勇氣。
步驟八:分析計(jì)算,現(xiàn)代CAE軟件的強(qiáng)大功能使這一步基本上不再需要人工干預(yù)了。中國(guó)實(shí)際上很缺這種懂算法的人才,又懂算法又懂計(jì)算機(jī)編程的就更少了,僅有的也在國(guó)外。國(guó)人還需努力呀。
步驟九:結(jié)果的后處理,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,有可能需要調(diào)整計(jì)算方案,也是難點(diǎn)之一,既需要經(jīng)驗(yàn)也需要知識(shí)。還有可能需要結(jié)合試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析。
步驟十:確定計(jì)算結(jié)果以后,根據(jù)項(xiàng)目要求,需要跟設(shè)計(jì)人員再次協(xié)調(diào),有些情況下需要提出改進(jìn)的方案并進(jìn)行驗(yàn)證。